IT202000003425A1 - Capsula per bevande - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

?Capsula per bevande?

La presente invenzione ha per oggetto una capsula per bevande e cio? una capsula atta a contenere un prodotto iniziale da unire ad un fluido per ottenere un prodotto finale.

In particolare, l?invenzione riguarda una capsula, monodose e monouso, contenente un prodotto iniziale, ad esempio quale caff? in polvere, in grado di realizzare, interagendo con acqua in pressione, un prodotto finale, ad esempio una bevanda di caff?.

Nel dettaglio, la capsula ? particolarmente configurata per la preparazione di prodotti, ad esempio bevande, in macchine erogatrici automatiche.

Le capsule note per l?impiego su macchine erogatrici sono contenitori monouso e monodose comprendenti un involucro esterno ed aventi forma di bicchiere o tazza. L?involucro presenta usualmente una parete di base ed una parete laterale definenti una cavit? contenente il prodotto iniziale, ad esempio caff? macinato oppure t?, da cui ottenere il prodotto finale, ad esempio la bevanda. Un bordo a flangia si estende dalla parete laterale ed ? disposto intorno alla cavit?, da parte opposta rispetto alla parete di base. La cavit?, in corrispondenza di una propria imboccatura, ? chiusa ermeticamente da un elemento di copertura, fissato al bordo a flangia, in modo da sigillare all?interno del contenitore il prodotto iniziale.

La capsula pu? essere utilizzata in una macchina erogatrice nella quale la capsula pu? essere inserita da un utilizzatore in una camera della macchina erogatrice. Durante l?erogazione, la parete di base della capsula ? perforata da un dispositivo di iniezione per iniettare liquido in pressione, a esempio acqua, nella capsula e l?elemento di copertura ? perforato da un dispositivo di erogazione della macchina erogatrice per consentire al prodotto finale di essere erogato.

Il dispositivo di erogazione della macchina erogatrice comprende una piastra di erogazione dotata di una pluralit? di elementi appuntiti che, quando una pressione del fluido all?interno della capsula aumenta, si impegnano con l?elemento di copertura e lo perforano in una pluralit? di zone diverse. Il prodotto finale pu? fluire in un contenitore di fruizione attraverso le perforazioni eseguite dal dispositivo di erogazione della macchina erogatrice.

Per una buona riuscita dell?erogazione, la capsula comprende inoltre un elemento di tenuta disposto in corrispondenza del bordo a flangia il quale ? configurato per realizzare una tenuta fluidica con la macchina erogatrice, in particolare con un elemento di alloggiamento della macchina erogatrice nel quale la capsula ? inseribile, conformato come una protrusione.

L?elemento di tenuta impedisce una fuoriuscita del liquido in pressione alle alte pressioni di esercizio della macchina erogatrice e, in uso, viene schiacciato tra l?elemento di alloggiamento della macchina erogatrice e la piastra di erogazione del dispositivo di erogazione.

Un esempio di capsula con elemento di tenuta ? fornito dal brevetto EP1654966, nel quale l?involucro ? realizzato in alluminio e l?elemento di tenuta ? un anello elastico realizzato in gomma siliconica fissato al bordo a flangia.

L?utilizzo dell?alluminio per l?involucro della capsula ? particolarmente vantaggioso in quanto consente di conservare a lungo il prodotto iniziale all?interno della cavit?, essendo impermeabile all?ossigeno e al vapore acqueo. Tuttavia, l?apposizione dell?anello elastomerico nell?involucro di silicone richiede dispositivi di applicazione della gomma siliconica nel bordo a flangia ed ? difficile da produrre, con la conseguenza che, se l?elemento di tenuta ? applicato in modo impreciso, si possono verificare trafilamenti indesiderati d?acqua durante l?erogazione della bevanda.

In aggiunta, nonostante l?alluminio da solo sia riciclabile, non lo ? pi? un corpo formato dall?involucro in alluminio e dall?elemento di tenuta in gomma siliconica e questo costituisce un problema ai fini della esigenza sempre pi? sentita di realizzare un prodotto interamente riciclabile ai fini dello smaltimento dei rifiuti.

A tale scopo, si sono diffuse sul mercato capsule in cui l?involucro ? in alluminio e l?elemento di tenuta ? un anello di materiale compostabile, ad esempio ? in carta, o in fibre naturali, per garantire che la capsula presenti solo componenti compostabili oppure interamente riciclabili.

Nelle capsule con involucro in alluminio, il bordo a flangia ? planare e comprende un cordone anulare di estremit?, in corrispondenza del quale un orlo dell?involucro in alluminio ? ripiegato su s? stesso in accordo con l?arte nota e si estende simmetricamente, in una direzione parallela ad un asse di simmetria della capsula, verso la parete di base e da parte opposta ad essa. Eseguendo prove sperimentali di erogazione con capsule in cui l?elemento di tenuta non ? di gomma siliconica ma in materiale a base di cellulosa, ad esempio carta e/o cartoncino, il titolare ha notato che si possono verificare erogazioni difettose.

Ad esempio, il titolare ha verificato che in molte erogazioni, ad esempio di caff? espresso, la bevanda pu? essere preceduta da una erogazione di sola acqua.

Questa difettosit? ? dovuta al verificarsi di trafilamenti di acqua, dalla parte frontale e/o posteriore della macchina erogatrice che, essendo convogliati nello stesso contenitore di fruizione destinato a ricevere successivamente la bevanda, diluiscono in modo indesiderato la bevanda da ottenere.

Tali trafilamenti sono perdite fluidiche, che possono essere perdite frontali e/o posteriori.

Il titolare ha anche verificato che, nelle stesse oppure in altre erogazioni, la capsula pu? rimanere sospesa nella macchina e non cadere automaticamente nel recipiente interno dedicato a ricevere le capsule gi? utilizzate. L?utilizzatore ? cos? obbligato ad aprire la macchina per liberare manualmente la capsula intrappolata per poter continuare ad utilizzare la macchina erogatrice nelle successive erogazioni.

Quest?altra difettosit? ? dovuta al fatto che la capsula rimane agganciata all?elemento di alloggiamento della macchina erogatrice, senza sganciarsi automaticamente.

Il compito tecnico alla base della presente invenzione ? pertanto quello di rendere disponibile una capsula, che superi gli inconvenienti delle capsule di tipo noto.

Ulteriore compito della presente invenzione ? quello di ottenere una capsula con involucro d?alluminio ed elemento di tenuta in materiale cartaceo in cui la percentuale di difettosit?, e cio? la percentuale di erogazioni difettose rispetto al totale delle erogazioni effettuate, sia minore rispetto alla difettosit? delle capsule di tipo noto per aumentare l?efficienza di erogazione.

Ulteriore altro compito della presente invenzione ? quello di ottenere una capsula, semplice da realizzare e di costi contenuti, con involucro in alluminio ed un elemento di tenuta realizzato in materiale cartaceo che garantisca una buona qualit? di estrazione della bevanda, garantendo contemporaneamente lo sganciamento automatico al termine della erogazione.

Tali compiti sono raggiunti da una capsula in accordo con la presente invenzione, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o pi? delle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una capsula, come illustrato negli uniti disegni, in cui:

Figura 1 ? una vista prospettica di una capsula in accordo con la presente invenzione, dal lato di una parete di base della capsula stessa, in cui per chiarezza un elemento di copertura fissato ad un bordo a flangia della capsula ? da essa staccato;

Figura 2 mostra una sezione prospettica della capsula di figura 1, dal lato opposto a quello della parete di base;

Figura 3 mostra una vista in sezione della capsula di Figura 1;

Figura 4 mostra un ingrandimento della vista di Figura 3, in cui ? mostrato in dettaglio il bordo a flangia, un cordone anulare di estremit? ed un elemento di tenuta realizzato come un anello ed associato al bordo a flangia;

Figura 5 mostra un ingrandimento del bordo a flangia di una variante della capsula di Figura 1, in cui l?anello ? realizzato mediante uno strato ed un ulteriore strato, fissati tra di loro e fissati al bordo a flangia mediante uno strato di unione ed un ulteriore strato di unione;

Figura 6 mostra un ingrandimento del bordo a flangia di un?altra variante della capsula di Figura 1, nella quale l?anello riscontra una porzione di collegamento del bordo a flangia;

Figura 7 mostra un ingrandimento del bordo a flangia di un?altra diversa variante della capsula di Figura 1, in cui l?elemento di tenuta comprende un anello ed un ulteriore anello, disposto da parte opposta del bordo a flangia ed affacciato all?anello;

Figura 8 mostra un ingrandimento del bordo a flangia di un?altra ulteriore variante della capsula di Figura 1, nella quale l?anello riscontra una porzione di collegamento del bordo a flangia e una zona esterna dell?anello ? flessa verso la parete di base.

Nel seguito, si indicheranno nelle varie figure i medesimi elementi con i medesimi numeri. Si precisa anche che, a meno che non vengano esplicitamente previste differenze, i medesimi elementi si intendono applicabili anche alle diverse varianti.

Con riferimento alle figure da 1 a 8 allegate, si ? indicata con 1 una capsula in accordo con la presente invenzione, utilizzabile in una macchina erogatrice, non illustrata. Pi? precisamente, la capsula 1 ? inseribile in una camera, non illustrata, della macchina erogatrice.

La capsula 1 comprende un involucro 2 che presenta un asse Z di sviluppo longitudinale, mostrato nella Figura 3, ad esempio un asse di simmetria. L?involucro 2, come vedremo meglio nel dettaglio nel seguito, ? preferibilmente realizzato in alluminio, ad esempio mediante imbutitura. L'involucro 2 ? sostanzialmente di forma tronco-conica, e cio? a forma di bicchiere oppure di tazza. L'involucro 2 comprende una parete di base 201 ed una parete laterale 202, definenti una cavit? 203 aperta, mostrata nelle Figure 2 e 3, ed un bordo a flangia 204, che si estende dalla parete laterale 202.

Nel dettaglio, la parete laterale 202 ? divergente a partire dalla parete di base 201.

La cavit? 203 ? atta a contenere un prodotto iniziale (non illustrato) da unire ad un fluido (non illustrato) per ottenere un prodotto finale (non illustrato). Il fluido ?, preferibilmente, un liquido caldo oppure freddo in pressione, immesso nella cavit? 203 in una fase di iniezione del fluido, per ottenere il prodotto finale.

Come detto in precedenza, il prodotto iniziale ? ad esempio un prodotto alimentare solubile, liofilizzato, deidratato, concentrato, percolabile, liofilizzato, in polvere ? ad esempio caff?; alternativamente, il preparato iniziale pu? ad esempio essere un prodotto alimentare in foglie ? ad esempio t?. Il fluido ? preferibilmente acqua, calda ed in pressione, che consente di ottenere una bevanda, ad esempio caff?, orzo, th?, oppure una tisana.

Il bordo a flangia 204 comprende un cordone anulare 205, che realizza l?estremit? del bordo a flangia 204.

Un orlo 2? dell?involucro 2 viene ripiegato nel cordone 205 in modo che sia posizionato all?interno del cordone 205 stesso.

La capsula 1 comprende un elemento di copertura 3, fissato al bordo a flangia 204, per chiudere la cavit? 203. L?elemento di copertura 3 ? fissato al bordo a flangia 204 mediante saldatura, termica o ad ultrasuoni, oppure incollaggio, da parte opposta rispetto alla parete di base 201.

L?elemento di copertura 3 ? perforabile da un dispositivo di erogazione della macchina erogatrice in modo tale il prodotto finale possa essere erogato attraverso l?elemento di copertura 3.

Un elemento di tenuta 4 ? associato al bordo a flangia 204 dalla parte della parete di base 201 per realizzare una tenuta fluidica con la macchina erogatrice, ad esempio con un elemento di alloggiamento della macchina erogatrice conformato come una protrusione.

L?elemento di tenuta 4 comprende un anello 401 realizzato mediante un materiale a base di cellulosa e cio? realizzato come un anello di carta, oppure di cartoncino, oppure di fibre naturali, oppure con una composizione che comprende una combinazione di questi materiali.

Nel seguito, per semplicit? ma senza restrizione di generalit?, si citer? l?anello 401 come realizzato di carta e/o cartoncino.

Grazie al fatto che comprende un anello 401 a base di cellulosa, l?elemento di tenuta 4 ? facilmente realizzabile ed inoltre rende la capsula 1 interamente riciclabile.

Il bordo a flangia 204 comprende una prima porzione 206, che comprende il cordone anulare 205, una seconda porzione 207, contigua alla parete laterale 202, ed una porzione di collegamento 208, tra la prima porzione 206 e la seconda porzione 207.

La porzione di collegamento 208 ? conformata in modo tale da collegare tra di loro la prima porzione 206 e la seconda porzione 207.

La seconda porzione 207 ? anulare e giace su un primo piano, la prima porzione 206 ? spostata verso la parete di base 201 ed ? almeno ad una distanza prefissata D dal primo piano, tra la porzione di collegamento 208 e la parete laterale 202 essendo definita una sede 209 nella quale ? alloggiato, almeno parzialmente, l?anello 401.

Come si vedr?, questo consente di ottenere una tenuta fluidica rinforzata ed uno sganciamento efficace dalla macchina erogatrice dopo l?erogazione.

La sede 209 ? concava e lo spostamento della prima porzione 206, con l?intero cordone anulare 205, verso la parete di base 201 contribuisce a delimitare ulteriormente la sede 209 verso la parete di base 201.

Grazie al fatto che la prima porzione 206 ? spostata verso la parete di base 201 e crea la sede 209 nella quale ? alloggiato almeno parzialmente l?anello 4, il titolare ha potuto verificare sperimentalmente un miglioramento della tenuta fluidica e cio? una ridotta quantit? di perdite fluidiche, frontali e/o posteriori, nonch? un notevole miglioramento della difettosit? dovuta alla caduta della capsula 1 a fine erogazione.

Come indicato in precedenza, con il termine ?perdite fluidiche? si intendono trafilamenti di acqua, dalla parte frontale e/o posteriore della macchina erogatrice, dovuti ad una difettosit? della tenuta fluidica tra l?elemento di tenuta 4 e la macchina erogatrice.

Per quanto riguarda la tenuta fluidica, lo spostamento ed il conseguente cambio di livello tra la prima porzione 206 in cui si trova il cordone anulare 205 e la seconda porzione 207, che giace nel primo piano, consente di generare una deformazione nel bordo a flangia 204, in corrispondenza della porzione di collegamento 208, che rende il bordo a flangia 204 stesso pi? facilmente adattabile quando, insieme all?anello 401 ? serrato tra l?elemento di alloggiamento ed una piastra di erogazione (non illustrata) della macchina erogatrice.

Come gi? descritto in precedenza, la piastra di erogazione ? dotata di una pluralit? di elementi appuntiti (non illustrati) che, durante l?erogazione quando una pressione del fluido all?interno della capsula aumenta, si impegnano con l?elemento di copertura 3 per perforarlo in una pluralit? di zone diverse.

Per quanto riguarda invece la caduta della capsula 1 a fine erogazione, la sede 209 ? in grado di contenere al proprio interno l?anello 401 e quindi possono essere evitati gli eventuali attriti tra la carta e guide di espulsione (non illustrate) della macchina erogatrice, che possono impedire alla capsula 1 di essere correttamente sganciata.

Grazie al fatto che il bordo a flangia 204 presenta il cordone anulare 205 spostato e grazie al fatto che l?anello di carta pu? essere alloggiato almeno parzialmente nella sede 209, la capsula 1 in accordo con la presente invenzione evidenzia un effetto tecnico sorprendente in quanto ? in grado di ridurre notevolmente sia le difettosit? legate alle perdite fluidiche che le difettosit? legate allo sganciamento automatico dalla macchina erogatrice. Si noti che la prima porzione 206 ? contenuta in un semispazio rivolto verso la parete di base 201 il quale ? definito da un secondo piano che ? posto alla detta distanza D prefissata.

In altre parole, la distanza D ? la distanza alla quale viene spostata la porzione esterna del bordo a flangia 204, che corrisponde alla prima porzione 206 la quale comprende anche il cordone anulare 205.

Si noti che la prima porzione 206 comprende una parte anulare 206?, la quale ? contigua alla porzione di collegamento 208 ed ? planare, la parte anulare 206? giacendo sul secondo piano.

La distanza D ? quindi misurabile in una direzione parallela all?asse Z tra la seconda porzione 207 del bordo a flangia 204, anulare, e la parte anulare 206? della prima porzione 206.

La distanza D prefissata ? preferibilmente compresa tra 0.10mm e 0.90mm, ancora pi? preferibilmente compresa tra 0.20mm e 0.60mm, ancora pi? preferibilmente uguale a 0.30.

La distanza D prefissata pu? anche essere uguale a 0,50mm.

Considerando una dimensione del cordone anulare 205 in una direzione parallela all?asse Z, che ? ad esempio pari a 1,30mm e considerando una distanza D pari a 0.30mm, si pu? notare che, in questo modo, una estremit? 205? del cordone anulare 205 si estende verso la parete di base 201 fino ad una distanza D? dal primo piano che ? pari a 1.60mm.

In relazione alla distanza D e allo spessore dell?anello 401, si osserva che l?anello 401 pu? essere contenuto interamente, in una direzione parallela all?asse Z, all?interno della sede 209 oppure pu? sporgere da essa ed essere delimitato dal cordone anulare 205 ed essere contenuto all?interno dell?ingombro del cordone anulare 205 entro la distanza D?.

In altre parole, essendo spostato interamente verso la parete di base 201, il cordone anulare 205 contribuisce a delimitare ulteriormente la sede 209 lateralmente e definisce, assieme alla porzione di collegamento 208, una rispettiva parete esterna della sede 209 stessa, che da parte opposta ? affacciata alla parete laterale 202 della capsula. Con i valori sopra forniti a titolo di esempio, la sede 209 ? delimitata lateralmente dalla porzione di collegamento 208 e/o dal cordone anulare 205 fino a 1.60mm.

In una direzione parallela all?asse Z, la distanza D? dal primo piano ? preferibilmente maggiore dello spessore dell?anello 401 per contenere interamente all?interno della sede 209 l?anello 401 stesso.

La porzione di collegamento 208 pu? presentare una conformazione troncoconica a gradino, come mostrato nelle Figure da 3 a 8, oppure una conformazione curva, ad esempio con cambio di pendenza, non illustrata. In altre parole, la porzione di collegamento 208 pu? essere conformata come una superficie piana che collega la prima porzione 206 e la seconda porzione 207 oppure come una superficie nella quale ? presente un cambio di curvatura.

Si noti che l?anello 401 ? associato al bordo a flangia 204 almeno in una regione destinata a realizzare la tenuta fluidica con la macchina erogatrice e cio? nella regione con la quale, durante l?erogazione, si impegna l?elemento di alloggiamento della macchina erogatrice conformato come una protrusione.

Come mostrato nelle figure 4, 5 e 7, l?anello 401 pu? essere associato solo alla seconda porzione 207 senza necessariamente riscontrare la porzione di collegamento 208 e/o il cordone anulare 205, e/o la parete laterale 202. In tale caso, come vedremo in dettaglio nel seguito, l?anello 401 pu? essere unito al bordo a flangia 204 mediante uno strato di unione (non raffigurato), configurato per consentire l?unione dello strato a base di cellulosa al bordo a flangia 204.

L?anello 401 pu? comprendere una zona esterna 402, mostrata nelle Figure 6 e 8, che si estende fino a riscontrare la porzione di collegamento 208. In altre parole, l?estensione radiale dell?anello 401 pu? essere tale da riscontrare la porzione di collegamento 208 e/o il cordone anulare 205, se lo spessore dell?anello 401 ? tale da riscontrare quest?ultimo. L?anello 401 pu? comprendere una zona interna 403 dalla quale si estende la zona esterna 402.

Opzionalmente, l?anello 401 pu? essere trattenuto associato all?involucro 2 per interferenza tra la zona esterna 402 e la porzione di collegamento 208 e/o il cordone anulare 205.

Grazie a tale interferenza con la porzione di collegamento 208 e/o il cordone anulare 205, l?anello 401 pu? essere stabilmente associato alla capsula 1 senza necessit? di essere ulteriormente fissato al bordo da flangia 204. Questo aumenta la semplicit? realizzativa della capsula 1.

Se la zona esterna 402 dell?anello 401 riscontra la porzione di collegamento 208, detta zona esterna 402 pu? essere flessa verso la parete di base 201, come mostrato nella Figura 8. Se la zona interna 403 ? planare, da essa si pu? estendere la zona esterna 402 che ? flessa.

Tuttavia, indipendentemente dal fatto che la zona esterna 402 possa riscontrare o meno la porzione di collegamento 208, la zona interna 403 pu? estendersi fino a riscontrare la parete laterale 202 della capsula 2, in modo non illustrato.

Se, ad esempio, l?anello 401 ? di larghezza circa pari ad 1mm e si estende fino a riscontrare la parete laterale 202, la tenuta fluidica con l?elemento di alloggiamento della macchina erogatrice ? comunque garantita.

Opzionalmente, l?anello 401 pu? essere trattenuto associato alla capsula 1 per interferenza tra la zona interna 403 e la parete laterale 202.

Di nuovo, grazie a tale interferenza con la parete laterale 202, l?anello 401 pu? essere stabilmente associato alla capsula 1 senza necessit? di essere ulteriormente fissato al bordo da flangia 204.

Di nuovo, questo aumenta la semplicit? realizzativa della capsula 1.

In una variante, l?anello 401 pu? essere conformato a ?L? e prevedere una porzione laterale conformata per seguire un profilo della parete laterale 202. Come raffigurato nelle Figure da 2 a 4, e nelle Figure 7 e 8, l?anello 401 pu? comprendere un unico strato di materiale a base di cellulosa destinato a contattare la macchina erogatrice 5. Lo strato pu? essere, ad esempio, di carta oppure cartoncino, di grammatura compresa tra 250gr/m2 e 900gr/m2, preferibilmente compresa tra 300gr/m2 e 750 gr/m2, preferibilmente pari a 350gr/m2 e 700gr/m2.

Con il termine grammatura si intende un valore di densit? della carta, e/o del cartoncino, che viene espressa con un valore in grammi per metro quadro.

Nonostante la carta e/o il cartoncino presenti uno spessore che ? usualmente dipendente dalla grammatura utilizzata, lo spessore della carta e/o del cartoncino pu? variare a seconda di diversi fattori, come ad esempio il tipo di lavorazione eseguita durante la produzione della carta e/o del cartoncino oppure la quantit? di fibra di legno presente in essa.

Infatti, a parit? di grammatura, pu? esistere una carta e/o un cartoncino di alta densit? che presenta uno spessore prefissato ed una carta e/o cartoncino di bassa densit? che presenta uno spessore, maggiore dello spessore prefissato.

Per questo motivo, nonostante la grammatura preferita per realizzare l?anello di carta sia compresa in un intervallo di grammature come sopra indicato, nel seguito verr? anche indicato lo spessore dell?anello 401, in quanto le prove sperimentali eseguite sono state basate sullo spessore dell?anello 401.

In una variante non raffigurata, l?anello 401 pu? comprendere uno strato disposto esternamente, a base di cellulosa, ed uno strato di unione (non raffigurato) configurato per consentire l?unione dello strato a base di cellulosa al bordo a flangia 204.

In altre parole, l?anello 401 di carta, oppure di cartoncino, che realizza l?elemento di tenuta 4 pu? essere realizzato mediante un unico strato di carta e/o cartoncino, come mostrato nelle Figure da 2 a 4, e nelle Figure 7 e 8, ed essere trattenuto per interferenza oppure in aggiunta opzionalmente fissato tramite lo strato di unione al bordo a flangia 204 in alluminio.

Come raffigurato nelle Figure 5 e 6, l?anello 401 pu? comprendere uno strato 404 a base di cellulosa, disposto verso l?esterno a contatto con la macchina erogatrice, lo strato di unione 405 configurato per consentire l?unione dell?anello 401 al bordo a flangia 204, ma l?anello 401 pu? comprendere anche un ulteriore strato 406 di materiale a base di cellulosa ed un ulteriore strato di unione 407, quest?ultimo unendo tra di loro lo strato 404 a base di cellulosa e l?ulteriore strato 406 a base di cellulosa, l?ulteriore strato 406 a base di cellulosa essendo unito al bordo a flangia 204 mediante lo strato di unione 405.

L?anello 401 pu? essere, in altre parole, realizzato con un doppio strato a base di cellulosa.

Lo strato di unione 405, nella variante a strato unico oppure nella variante a doppio strato di materiale a base di cellulosa, pu? essere realizzato mediante materiale adesivo oppure mediante un materiale come politene, oppure una poliefine, oppure acido polilattico (PLA) che, quando viene applicato al bordo a flangia mediante calore, diventa appiccicoso ed unisce l?ulteriore strato 406 al bordo a flangia 204, e pi? precisamente alla seconda porzione 207 del bordo a flangia 204.

Le stesse considerazioni sono anche valide per l?ulteriore strato di unione 407, configurato per unire tra di loro lo strato 404 a base di cellulosa e l?ulteriore strato 406 a base di cellulosa.

Lo strato di unione 405, ed opzionalmente l?ulteriore strato di unione 407 possono essere anche realizzati mediante una colla a caldo che agisce quando viene attivata con il calore.

Diversamente, lo strato di unione 405 ed opzionalmente l?ulteriore strato di unione 407 possono essere attivati mediante saldatura ad ultrasuoni.

Ciascuno strato a base di cellulosa, e cio? lo strato 404 e l?ulteriore strato 406, pu? presentare ad esempio una grammatura pari a 350gr/m2 per un totale di 700gr/m2.

Grazie al fatto che l?anello 401 pu? essere realizzato mediante una coppia di strati 404, 406 a base di cellulosa tra di loro, ? possibile selezionare ogni strato 404, 406 in modo opportuno per quello che riguarda la grammatura e/o lo spessore e/o la composizione.

Ad esempio, lo strato 404, disposto esternamente, pu? essere scelto di grammatura/spessore/composizione diversa rispetto all?ulteriore strato 406, in modo tale che l?anello 401 abbia le caratteristiche richieste al fine della tenuta fluidica e dello sgancio dall?elemento di alloggiamento della macchina erogatrice, come vedremo in dettaglio nel seguito, ma al tempo stesso abbia anche un costo ridotto.

Secondo una variante raffigurata nella Figura 7, l?elemento di tenuta comprende un ulteriore anello 408 realizzato in un materiale a base di cellulosa, in quale ? fissato all?elemento di copertura 3 da parte opposta al bordo a flangia 204.

L?ulteriore anello 408 ? allineato all?anello 401 in modo tale da realizzare un elemento di tenuta 4 stratiforme, nel quale la seconda porzione 207 planare, realizzata in alluminio, e l?elemento di copertura 3 che ad essa ? unito, siano inseriti tra l?anello 401 e l?ulteriore anello 408, disposti tra di loro opposti e contraffacciati.

Per quanto riguarda l?ulteriore anello 408, vale quanto detto in precedenza e cio? anche l?ulteriore anello 408 pu? essere realizzato mediante un unico strato 404 di materiale a base di cellulosa, unito all?elemento di copertura 3 mediante lo strato di unione 405, oppure l?ulteriore anello 408 pu? essere realizzato mediante lo strato 404, l?ulteriore strato 406 nonch? lo strato di unione 405 e l?ulteriore strato di unione 407.

L?ulteriore strato 408 pu? avere grammatura e/o spessore e/o composizione diversa rispetto all?anello 401.

Si noti che, durante l?erogazione, l?ulteriore anello 408 contribuisce alla tenuta fluidica con la macchina erogatrice ma svolge anche funzione di distanziale tra la capsula 1 e la macchina erogatrice.

Infatti, l?ulteriore anello 408, che si pone a contatto della piastra di erogazione della macchina erogatrice, mantiene distanziato il bordo a flangia 204 dalla piastra di erogazione e sposta il bordo a flangia 204 nonch? l?anello 401 verso la parete di base 201.

Ne segue che, grazie alla presenza dell?ulteriore anello 408, pu? essere sufficiente uno spessore ridotto per l?anello 401, con conseguente vantaggio economico per la selezione del materiale con il quale l?anello 401 pu? essere realizzato.

L?anello 401, oppure se presente l?ulteriore anello 408, hanno preferibilmente spessore costante.

Si noti che, da prove sperimentali, ? emerso essere particolarmente vantaggioso, allo scopo di diminuire quanto pi? possibile la percentuale di difettosit? delle erogazioni causate dalle perdite fluidiche e/o dal mancato sganciamento automatico della capsula, che lo spessore dell?anello 401 sia compreso tra 0.30mm e 1.2mm, preferibilmente compreso tra 0.55mm e 1.10mm, ancora pi? preferibilmente compreso tra 0.70mm e 1.00mm, preferibilmente uguale a 0,90mm.

In una variante, ? stato sperimentalmente provato che le erogazioni difettose risultano diminuire anche con uno spessore dell?anello 401 pari a 0.45mm, come nel seguito andremo ad evidenziare.

In uso, la capsula 1 ? inserita da un utilizzatore in una camera della macchina erogatrice che viene aperta a tale scopo mediante, ad esempio, un meccanismo a leva. Tramite lo stesso meccanismo, l?utilizzatore pu? chiudere la camera per far cominciare l?erogazione e, a camera chiusa, l?elemento di alloggiamento della macchina erogatrice conformato come una protrusione pu? comprimere in modo inelastico l?elemento di tenuta 4, e cio? l?anello 401, per realizzare la tenuta fluidica. Durante l?erogazione, viene iniettato il fluido in pressione nella capsula e l?anello 401, compresso in modo inelastico dall?elemento di alloggiamento, realizza la tenuta fluidica con la macchina erogatrice stessa.

Stessa cosa succede se la capsula 1, oltre all?anello 401, comprende anche l?ulteriore anello 408, disposto da parte opposta rispetto all?anello 401.

Grazie alla porzione di collegamento 208, nel quale il bordo a flangia 204 ? deformato per collegare la prima porzione 206 spostata verso il basso e la seconda porzione 207 planare alla quale ? associato l?anello 401, il bordo a flangia 4 pu? adattarsi maggiormente alla macchina erogatrice e quindi pu? essere migliorata la tenuta fluidica realizzata dall?anello 401 con la macchina erogatrice stessa.

Quando viene iniettato il liquido in pressione, all?interno della capsula aumenta la pressione del prodotto finale, che a sua volta deforma l?elemento di copertura 3 verso gli elementi appuntiti della piastra di erogazione della macchina erogatrice, che lo perforano.

Al termine della erogazione, l?utilizzatore pu? aprire la camera azionando nuovamente il meccanismo a leva per consentire uno sganciamento della capsula 1.

Grazie al fatto che la porzione di collegamento 208 e/o la prima porzione 206 che comprende il cordone anulare 205 contengono l?anello 401 nella sede 209, sono evitati gli attriti tra l?anello 401 e le guide di espulsione della macchina erogatrice e ci? consente di diminuire la percentuale di difettosit? della macchina erogatrice dovute alla sospensione nella macchina. La capsula 1 appena utilizzata, non appena l?utilizzatore apre la camera, si pu? sganciare, infatti, dall?elemento di alloggiamento e pu? cadere nel recipiente di recupero delle capsule gi? utilizzate.

Prove sperimentali eseguite dal titolare hanno mostrato che realizzando una capsula 1 in alluminio con elemento di tenuta 4 realizzato come un anello di carta 401 e spostando la prima porzione 206 del bordo a flangia 204 comprendente il cordone anulare 205 verso la parete di base 201, viene diminuita la difettosit? legata alle perdite fluidiche frontali e/o posteriori e quella legata al mancato sganciamento della capsula 1 al termine della erogazione.

Le prove sperimentali sono state eseguite utilizzando le seguenti macchine da caff? Nespresso?: Essenza Mini? e Citiz?.

Una prima serie di prove ed una seconda serie di prove ? stata eseguita utilizzando capsule con involucro in alluminio di tipo noto ed elemento di tenuta realizzato come un anello di carta, in cui l?involucro comprende un bordo a flangia in alluminio planare ed un cordone anulare di estremit? che, in una direzione parallela all?asse Z, si estende simmetricamente verso una parete di base dell?involucro e da parte opposta ad essa.

Nella prima serie di prove ? stato utilizzato un anello di carta di spessore pari a 0.45 mm, nella seconda serie di prove ? stato utilizzato un anello di carta di spessore pari a 0.90 mm.

Una terza serie di prove ed una quarta serie di prove ? stata eseguita utilizzando capsule 1 con involucro 2 in alluminio in accordo con l?invenzione ed elemento di tenuta 4 realizzato come un anello di carta, in cui l?involucro 2 comprende un bordo a flangia 204 comprendente una prima porzione 206 comprendente il cordone anulare 205 spostato verso la parete di base 201 di una distanza D pari a 0.30mm.

Nella terza serie di prove ? stato utilizzato un anello di carta di spessore pari a 0.45 mm, nella quarta serie di prove ? stato utilizzato un anello di carta di spessore pari a 0.90 mm.

Nelle prove eseguite, le capsule sono state tutte riempite con la medesima dose di caff? pari a 5.50gr.

Esempio comparativo 1

Una prima serie di prove (96 erogazioni) ? stata svolta utilizzando capsule come indicate in precedenza, con involucro in alluminio di tipo noto ed un elemento di tenuta realizzato come un anello di carta di spessore pari a 0.45mm.

Esempio comparativo 2

Una seconda serie di prove (35 erogazioni) ? stata svolta utilizzando capsule come indicato in precedenza, con involucro in alluminio di tipo noto ed un elemento di tenuta realizzato come un anello di carta di spessore pari a 0.90mm.

Esempio 3 in accordo con l?invenzione

Una terza serie di prove (40 erogazioni) ? stata svolta utilizzando capsule secondo l?invenzione, in cui l?elemento di tenuta ? realizzato come un anello 401 di carta di spessore pari a 0.45mm.

Esempio 4 in accordo con l?invenzione

Una quarta serie di prove (40 erogazioni) ? stata svolta utilizzando capsule secondo l?invenzione, in cui l?elemento di tenuta ? realizzato come un anello 401 di carta di spessore pari a 0.90mm.

La tabella seguente mostra le percentuali di difettosit? riscontrate in ciascuna serie di prove, espresse come percentuale di erogazioni difettose rispetto al totale delle erogazioni effettuate.

(1) Tutte le sospensioni in macchina sono state riscontrate su una delle macchine da caff? testate.

(2) Il 66% circa delle sospensioni in macchina sono state riscontrate su una delle macchine da caff? testate, la stessa nella quale si sono verificate le sospensioni in macchina dell?Esempio comparativo 1.

(3) Tutte le perdite di fluido sono state riscontrate su una delle macchine da caff? testate, la stessa nella quale si sono verificate le sospensioni in macchina dell?Esempio comparativo 1.

(4) Tutte le perdite di fluido sono state riscontrate su una delle macchine da caff? testate, la stessa nella quale si sono verificate le sospensioni in macchina dell?Esempio comparativo 1.

Come gi? indicato in precedenza, per sospensione nella macchina si intende il fatto che la capsula, al termine della erogazione, rimane agganciata all?elemento di alloggiamento della macchina erogatrice e non si sgancia automaticamente.

Come gi? indicato in precedenza, per perdite di fluido si intendono le perdite frontali e/o posteriori che si verificano in presenza di trafilamenti di acqua dalla parte frontale, e/o posteriore, della macchina erogatrice.

Sperimentalmente, ? stato quindi verificato che la conformazione del bordo a flangia 204 in accordo con la presente invenzione ? in grado di influire positivamente sia sulle difettosit? dovute alle perdite fluidiche che sulle difettosit? dovute allo sganciamento della capsula dopo l?erogazione.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Capsula (1) comprendente: - un involucro (2) che si estende attorno ad un asse (Z), che comprende una parete di base (201) ed una parete laterale (202) definenti una cavit? (203) contenente un prodotto iniziale da unire ad un fluido per ottenere un prodotto finale, ed un bordo a flangia (204) estendentesi da detta parete laterale (202) e comprendente un cordone anulare (205); - un elemento di copertura (3), fissato al bordo a flangia (204) per chiudere la cavit? (203); - un elemento di tenuta (4), associato al bordo a flangia (204) per realizzare una tenuta fluidica con una macchina erogatrice; in cui - l?involucro (2) ? realizzato in alluminio e l?elemento di tenuta (4) comprende un anello (401) a base di cellulosa; ed in cui - il bordo a flangia (204) comprende una prima porzione (206) che comprende il cordone anulare (205), una seconda porzione (207) contigua alla parete laterale (202), ed una porzione di collegamento (208), tra la prima porzione (206) e la seconda porzione (207); in cui la seconda porzione (207) ? anulare e giace su un primo piano e la prima porzione (206) ? spostata verso la parete di base (201) ed ? almeno ad una distanza prefissata (D) dal primo piano, tra la porzione di collegamento (208) e la parete laterale (202) essendo definita una sede (209) nella quale ? alloggiato almeno parzialmente l?anello (401).
2. 2. Capsula secondo la rivendicazione 1, in cui la prima porzione (206) ? contenuta in un semispazio rivolto verso la parete di base (201) il quale ? definito da un secondo piano che ? posto alla detta distanza (D) prefissata.
3. 3. Capsula secondo la rivendicazione 2, in cui la prima porzione (206) comprende una parte anulare (206?), la quale ? contigua alla porzione di collegamento (208) ed ? planare, la parte anulare (206?) giacendo sul secondo piano.
4. 4. Capsula secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui la detta distanza prefissata (D) ? compresa tra 0.10mm e 0.90mm, ancora pi? preferibilmente compresa tra 0.20mm e 0.60mm, ancora pi? preferibilmente uguale a 0.30.
5. 5. Capsula secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la porzione di collegamento (208) presenta una conformazione curva con cambio di pendenza oppure una conformazione troncoconica a gradino.
6. 6. Capsula secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui l?anello (401) comprende una zona esterna (402) che si estende almeno fino a riscontrare la porzione di collegamento (208).
7. 7. Capsula secondo la rivendicazione 6, in cui l?anello (401) ? trattenuto associato all?involucro (2) per interferenza tra la zona esterna (402) e la porzione di collegamento (208) e/o il cordone anulare (205).
8. 8. Capsula secondo la rivendicazione 6, oppure 7, in cui la zona esterna (402) riscontra la porzione di collegamento (208) ? flessa verso la parete di base (201), l?anello (401) comprendendo una zona interna (403) planare dalla quale si estende la zona esterna (402) flessa.
9. 9. Capsula secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui l?anello (401) comprende una zona interna (403) che si estende almeno fino a riscontrare la parete laterale (202) della capsula (1) ed ? planare.
10. 10. Capsula secondo la rivendicazione 9, in cui l?anello (401) ? trattenuto associato alla capsula per interferenza tra la zona interna (403) e la parete laterale (202).
11. 11. Capsula secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui l?anello (401) comprende uno strato (404) di materiale a base di cellulosa destinato a contattare la macchina erogatrice.
12. 12. Capsula secondo la rivendicazione 11, in cui l?anello (401) comprende in aggiunta uno strato di unione (405) configurato per consentire l?unione dell?anello (401) al bordo a flangia (204).
13. 13. Capsula secondo la rivendicazione 12, in cui lo strato ed il bordo a flangia (204) sono uniti tra loro mediante lo strato di unione.
14. 14. Capsula secondo la rivendicazione 12, in cui l?anello (401) comprende un ulteriore strato (406) di materiale a base di cellulosa ed un ulteriore strato (407) di unione, quest?ultimo unendo lo strato (404) a base di cellulosa e l?ulteriore strato (406) a base di cellulosa tra di loro, l?ulteriore strato a base di cellulosa (406) ed il bordo a flangia (204) essendo uniti tra di loro mediante lo strato di unione (405).
15. 15. Capsula secondo una delle rivendicazioni da 11 a 14, in cui l?elemento di tenuta (4) comprende un altro anello (408) a base di cellulosa, in quale ? fissato all?elemento di copertura (3) da parte opposta al bordo a flangia (204).
16. 16. Capsula secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui l?anello (401) ha spessore compreso tra 0.30mm e 1.2mm, preferibilmente compreso tra 0.55mm e 1.10mm, ancora pi? preferibilmente compreso tra 0.70mm e 1.00mm, preferibilmente uguale a 0,90mm.